Лекция
Привет, Вы узнаете о том , что такое устройства выборки-хранения, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое устройства выборки-хранения, увх , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Компьютерная схемотехника и архитектура компьютеров.
Устройство выборки и хранения (англ. sample and hold circuit) в электронике — схема, запоминающая напряжение на входе в определенный момент времени. Является компонентом большинства аналого-цифровых преобразователей. Стандартная схема преобразования аналогового сигнала в цифровой предусматривает дискретизацию по времени и последующую дискретизацию по уровню. Дискретизация по времени осуществляется с помощью устройств выборки-хранения ( увх ), которые на интервале выборки ( слежения) повторяют на выходе входной аналоговый сигнал, а при переключении в режим хранения сохраняют последнее значение входного напряжения до поступления следующего сигнала выборки, то есть, по сути, они являются аналоговыми запоминающими устройствами. Хранимый сигнал ( текущая выборка по времени) поступает на аналого-цифровой преобразователь (АЦП) для преобразования в цифровой вид. Для правильной работы АЦП необходимо, чтобы преобразуемый сигнал на протяжении времени преобразования оставался постоянным.
Поскольку реальные АЦП не могут произвести аналого-цифровое преобразование мгновенно, входное аналоговое значение должно удерживаться постоянным, по крайней мере от начала до конца процесса преобразования (этот интервал времени называют время преобразования). Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Эта задача решается путем использования специальной схемы на входе АЦП - устройства выборки-хранения . Устройство, хранит входное напряжение в конденсаторе, который соединен со входом через аналоговый ключ: при замыкании ключа происходит выборка входного сигнала (конденсатор заряжается до входного напряжения), при размыкании - хранение. В микроконтроллерах частота дискретизации АЦП может быть настроена программно. Но, чем выше частота (более частая выборка) – тем больше ошибка преобразования (меньше точность). Этим достигается совместная работа ацп и устройства выборки хранения.
Схема простейшего УВХ приведена на рис.10.10а.
Когда ключ S замкнут, выходное напряжение схемы повторяет входное, то есть VOUT = VIN (рис.10.10б). При размыкании ключа VOUT сохраняет значение, соответствующее моменту размыкания. Выходной повторитель на ОУ препятствует разряду конденсатора хранения CH на нагрузку схемы. Входное сопротивление повторителя должно быть как можно больше, поэтому обычно применяют ОУ с полевыми транзисторами на входе. По такой схеме построены, например, многоканальные УВХ SMP04/08 фирмы Analog Devises.
УВХ выпускаются в виде отдельных микросхем, либо совместно с АЦП в одной микросхеме.
Рис.10.10. Устройство выборки-хранения :
Чтобы входное напряжение оставалось как можно более стабильным, важно, чтобы конденсатор имел очень низкую утечку и чтобы он не подвергался какой-либо значительной нагрузке, которая требует очень высокого входного импеданса .
Устройство выборки и хранения может работать в одном из двух режимов, в зависимости от напряжения на управляющем входе :
В режиме слежения выходной сигнал устройства выборки и хранения совпадает со входным. В режиме хранения напряжение на выходе устройства постоянно и равно напряжению на входе устройства в момент его переключения в режим хранения.
Иногда различают устройство выборки и хранения (англ. sample and hold circuit) и устройство слежения и хранения (англ. track and hold circuit). Единственная разница между ними заключается в способе применения: в первом случае ключ замыкается на минимальное время, достаточное для зарядки конденсатора; во втором случае ключ замкнут на протяжении довольно длительного времени .
Для правильной работы большинства схем аналого-цифрового преобразования требуется, особенно это существенно для АЦП с последовательным уравновешиванием, чтобы входное напряжение в течение некоторого времени, называемым (время преобразования) оставалось неизменным. Поскольку входной сигнал в течение времени преобразования может меняться, его фиксируют с помощью устройства выборки-хранения.
Чаще всего устройство выборки и хранения интегрируют в одном кристалле с АЦП, однако существуют и специализированные микросхемы, выполняющие эту функцию.
Исследование, описанное в статье про устройства выборки-хранения, подчеркивает ее значимость в современном мире. Надеюсь, что теперь ты понял что такое устройства выборки-хранения, увх и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Компьютерная схемотехника и архитектура компьютеров
Из статьи мы узнали кратко, но содержательно про устройства выборки-хранения
Комментарии
Оставить комментарий
Компьютерная схемотехника и архитектура компьютеров
Термины: Компьютерная схемотехника и архитектура компьютеров